במהלך כיפוף קר, הטבעה, ריתוך ועיבוד שבבי, 316 צינורות חימום נירוסטה שומרים בהכרח על מתח מתיחה שיורי בתוך החומר. כאשר רכיבים כאלה טבולים בכלוריד-המכיל מדיה תעשייתית-בטמפרטורה גבוהה, מתח מתיחה שיורי פועל יחד עם יונים קורוזיביים כדי לעורר פיצוח קורוזיה במתח (SCC). מצב כשל זה כולל התחלה נסתרת, התפשטות סדקים מהירה וללא אזהרת דפורמציה פלסטית ברורה. סדקים מיקרו- נובטים מפגמי גלעין פני השטח, משתרעים לאורך גבולות התבואה או בצורה טרנסגרנולית, ובסופו של דבר מובילים לקרע פתאומי של הצינור ולדליפה בינונית. יצרנים רבים שמים לב רק לדיוק הממדים ולאיכות המראה לאחר היווצרות, תוך התעלמות מזיהוי וסילוק מתח שיורי. בסביבות המכילות מלח בטמפרטורה- גבוהה, אזורי ריכוז מתח מתפתחים במהירות לנקודות כשל של SCC, מה שגורם לתאונות בטיחות תכופות ולהפסדי השבתת ייצור. לכן, בקרת מתח שיורי יעילה חיונית כדי למנוע פיצוח קורוזיה במתח ולהבטיח את הבטיחות המבנית-לטווח ארוך של צינורות חימום.
המנגנון של פיצוח קורוזית מתח המושרה על ידי כלוריד טמון בהשפעה הסינרגטית של מתח מתיחה וקורוזיה אלקטרוכימית. יוני כלוריד שוברים את שלמות הסרט הפסיבי העשיר בכרום-על פני השטח, ויוצרים בורות פירוק אנודי מקומיים. מתח מתיחה שיורי מתרכז בקצה הבור, פותח ללא הרף פערי סדקים זעירים ומפריע לתיקון-עצמי של סרט פסיבי. מתכת טרייה בתוך סדקים ממשיכה להתמוסס בצורה אנודית, דוחפת סדקים להתרחב בהדרגה. לצינורות חימום בעיבוד קר- יש מתח מתיחה שיורי גבוה יותר, מה שמפחית באופן משמעותי את ריכוז הכלוריד הקריטי ואת סף הטמפרטורה עבור SCC. אזורים המושפעים מחום-של ריתוך הם גם אזורים טיפוסיים{10} בסיכון גבוה, שבהם מחזורים תרמיים לא אחידים מובילים להצטברות מתח חמורה ולרגישות חומרים, מה שמאיץ עוד יותר את התחלת הסדקים.
מחקר זה מציג ארבעה אמצעים טכניים שיטתיים לריסון SCC: חישול שיורי של שחרור מתח, פרמטרים אופטימליים של יצירת קור, חיזוק מתח לחיצה על פני השטח ובידוד סיכון קורוזיה מקומי.
ראשית, חישול -בטמפרטורה נמוכה מאומץ עבור צינורות חימום קיר- קרים, מרותכים ודקים. חלקי עבודה מחוממים ל-250-350 מעלות ומוחזקים במשך 60-120 דקות לפני קירור איטי של התנור. תהליך זה יכול לשחרר את רוב מתחי המתיחה השיוריים של העיבוד והריתוך מבלי לשנות את המאפיינים המכניים ועמידות בפני קורוזיה של נירוסטה 316. עבור רכיבים עם עיוות יצירת מורכב, טיפול חישול תמיסה ב-1050 מעלות יכול לחסל ביסודיות מתח ורגישות לריתוך, המתאים לתנאי עבודה קשים של כלוריד בטמפרטורה-גבוהה.
שנית, תהליכי יצירה קרה מותאמים להפחתת רמות הלחץ הראשוניות. רדיוס הכיפוף המינימלי לא יפחת מפי שלושה מקוטר הצינור החיצוני כדי למנוע מתח יתר על פני הקשת החיצונית. כיפוף הדרגתי רב-מחליף צורה חדה-פעם אחת כדי לפזר את התפלגות המתח ולמנוע ריכוז מתח מקומי. הריתוך מאמצת ריתוך מפולח עם קלט חום נמוך עם קירור מהיר מאולץ, מה שמצמצם את האזור המושפע-בחום הלחץ- הגבוה ומונע סופרפוזיציה של מתח תרמי ויצירת מתח שיורי.
שלישית, טיפול חיטוי משטח מוחל כדי להמיר מתח מתיחה פני השטח למתח לחיצה אחיד. יריות פלדה זעירות-במהירות גבוהה מפגיגות את הקיר החיצוני של הצינור, ויוצרות שכבת דפורמציה פלסטית צפופה. לחץ לחיצה על פני השטח יכול למעשה לרסן את הפתיחה וההתפשטות של קצות מיקרו-סדקים, ולנתק באופן יסודי את מצב המתיחה הדרוש ל-SCC. טכנולוגיה זו מתאימה במיוחד לכיפוף קטעים, תפרי ריתוך ומצבי ריכוז- בסיכון גבוה אחרים.
רביעית, בקרת פרמטרים סביבתיים מפחיתה את הכוח המניע של SCC. הורד כראוי את טמפרטורת הפעולה של המדיום והימנע משירות-לטווח ארוך מעל 60 מעלות בסביבות-כלורידיות גבוהות. טיפול טיהור קבוע מפחית את ריכוז יוני הכלוריד בנוזל במחזור, ומונע העשרת יונים מקומית מתחת למשקעים. פסיבציה משופרת של פני השטח מעבה את הסרט המגן כדי לעכב את התחלת הפיתול באזורי ריכוז מתח.
בדיקות סימולציית SCC מואצות מראות כי לחימום צינורות לאחר הפגת מתח וטיפול בהצפת זריקה אין התפשטות סדק לאחר אלפי שעות של בדיקות טבילה בכלוריד בטמפרטורה- גבוהה. לעומת זאת, דגימות קרה-לא מטופלות מייצרות סדקי מתח חודרים תוך תקופת בדיקה קצרה. נתוני יישומים תעשייתיים מאמתים שאמצעי בקרת מתח סטנדרטיים מפחיתים את שיעור הכשל ב-SCC של צינורות חימום ביותר מ-77%. לסיכום, ביטול מתח מתיחה שיורי, אופטימיזציה של תהליכי יצירה וריתוך, החדרת מתח לחיצה על פני השטח ושיפור תנאי האמצע של השירות יכולים למנוע ביעילות פיצוח קורוזיה הנגרמת על ידי כלוריד-. כל אמצעי בקרת התהליך האלה חוסמים את נתיב הכשל הסינרגטי של מתח וקורוזיה, ומשפרים מאוד את חיי השירות הבטיחותיים של 316 צינורות חימום מנירוסטה בסביבות תעשייתיות קשות.
